NL9001965A - Roterende transformator. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Roterende transformator.

De uitvinding heeft betrekking op een roterende transformator bevattende een binnenste kerngedeelte, dat omgeven is door een buitenste kerngedeelte, welke kerngedeelten gevormd zijn als holle omwentelingslichamen van ferromagnetisch materiaal, die om een gemeenschappelijke as draaibaar zijn ten opzichte van elkaar, waarbij hun naar elkaar toe gekeerde oppervlakken uitgevoerd zijn als kegelmantels met eerste uitsparingen, die trapvormig zijn met nagenoeg vlakke treden, waarop transformatorwikkelingen zijn aangebracht, waarbij de wikkelingen op het binnenste kerngedeelte en het buitenste kerngedeelte twee aan twee tegenover elkaar liggen en samenwerken en die op tenminste het buitenste kerngedeelte als zelfdragende spoelen zijn uitgevoerd.

Een dergelijke transformator is bekend uit het Engelstalige uittreksel van JP-A 59-151,408. Voor de nieuwe typen scanners, toegepast in een videorecorder, is een roterende signaal overdrager (RSO) met een groot aantal kanalen nodig. Indien hiervoor de bekende transformator zou gebruikt worden, zouden de afmetingen hiervan vrij groot worden, terwijl de voor de RSO beschikbare ruimte zeer beperkt is.

De uitvinding heeft tot doel, een roterende transformator van de in de aanhef genoemde soort aan te geven,'waarbij een groot aantal kanalen gecombineerd is met een compact uitgevoerde RSO.

De roterende transformator volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de naar elkaar toe gerichte oppervlakken van de kerngedeelten uitgevoerd zijn als dubbele kegelmantels, waarvan de grondvlakken naar elkaar toe gericht zijn, waarbij het buitenste kerngedeelte tenminste twee delen omvat.

Door de RSO dubbel-conisch uit te voeren zijn voor dezelfde diameter van het grondvlak van de kegelmantel als die van een enkel-conische RSO dubbel zoveel kanalen beschikbaar. Als de grondvlakken van de kegelmantels, naar elkaar toe gericht zijn, zoals in de uitvoering volgens de uitvinding, moet het buitenste kerngedeelte uit tenminste twee delen bestaan om de RSO te kunnen monteren.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het buitenste kerngedeelte in twee delen gescheiden is ter plaatse van de grondvlakken van de twee kegelmantels.

Het buitenste kerngedeelte is gevormd door een bovenste en een onderste holle kegel, die met hun grondvlakken tegen elkaar geplaatst zijn en op die manier gemakkelijk rond het binnenste kerngedeelte aan te brengen zijn.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de twee van elkaar gescheiden delen met elkaar verbonden zijn door middel van een ringvormig afstandsstuk.

Door de aanwezigheid van een afstandsstuk tussen het bovenste en onderste buitenste kerngedeelte, kan, door keuze van de dikte van dit afstandsstuk, de luchtspleet tussen het binnenste en het buitenste kerngedeelte ingesteld worden.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het ringvormig afstandsstuk gevormd is uit elektrisch geleidend materiaal. Doordat het afstandsstuk uit elektrisch geleidend materiaal vervaardigd is, kan deze meteen als kortsluitwikkeling aangewend worden, waardoor een verbeterde kanaalscheiding gerealiseerd wordt.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat elke eerste uitsparing in de kegelmantel van het buitenste kerngedeelte aan een naar het grondvlak van de kegelmantel toe gekeerde zijde overgaat in een tweede uitsparing met een wand in de vorm van een cilindermantel, waarvan de diameter tenminste gelijk is aan de diameter van het naar het binnenste kerngedeelte toe gekeerde oppervlak van het buitenste kerngedeelte ter plaatse van de overgang tussen de eerste en de tweede uitsparing.

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat elke eerste uitsparing in de kegelmantel van het binnenste kerngedeelte aan een van het grondvlak weg gekeerde zijde overgaat in een tweede uitsparing met een wand in de vorm van een- cilindermantel, waarvan de diameter tenminste gelijk is aan de diameter van het naar het buitenste kerngedeelte toe gekeerde oppervlak van het binnenste kerngedeelte ter plaatse van de overgang tussen de eerste en de tweede uitsparing. Bovengenoemde maatregelen maken het mogelijk de beide kerngedeelten te voorzien van zelfdragende spoelen. Voor het buitenste kerngedeelte kan het wikkelen van de transformator enkel op deze manier gebeuren. Voor het binnenste kerngedeelte is deze methode niet noodzakelijk, maar wel relatief eenvoudig en tijdbesparend.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het binnenste kerngedeelte aan de naar het grondvlak van de kegelmantel toe gekeerde zijde van de eerste uitsparing voorzien is van een in de tweede uitsparing van het buitenste kerngedeelte uitstekend gedeelte met een wand in de vorm van een met de wand van die tweede uitsparing evenwijdige cilindermantel.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de roterende transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het buitenste kerngedeelte aan de van het grondvlak van de kegelmantel weg gekeerde zijde van de eerste uitsparing voorzien is van een in de tweede uitsparing van het binnenste kerngedeelte uitstekend gedeelte met een wand in de vorm van een met de wand van die tweede uitsparing evenwijdige cilindermantel.

Het voordeel van bovengenoemde uitvoeringsvormen is dat er tussen beide kerngedeelten in de nabijheid van de eerste uitsparingen minder lucht aanwezig is. Door het aanbrengen van de tweede uitsparingen in de beide kerngedeelten wordt de luchtspleet in de nabijheid van die uitsparingen vrij groot. Met behulp van ferriet kan de luchtspleet op die plaatsen opgevuld worden, zodanig dat ze overal even groot wordt.

Als gevolg hiervan zal het fluxverloop gunstiger zijn.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 is een langsdoorsnede waarop het principe van een roterende transformator volgens de uitvinding zichtbaar is.

Figuur 2 toont in detail een gedeelte van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de in figuur 1 voorgestelde roterende transformator.

Figuur 3 toont in detail een gedeelte van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de in figuur 1 voorgestelde roterende transformator.

De in figuur 1 geschetste roterende transformator 1 bevat een binnenste kerngedeelte 3, dat omgeven is door een buitenste kerngedeelte 5. Tussen de twee kerngedeelten 3, 5 bevindt zich een luchtspleet 7. De kerngedeelten 3, 5 zijn gevormd als holle omwentelingslichamen, die draaibaar zijn ten opzichte van elkaar rond een gemeenschappelijke as 9 en zijn vervaardigd uit ferromagnetisch materiaal, bijvoorbeeld ferriet.

De naar elkaar toe gekeerde oppervlakken 11, 13 van de kerngedeelten 3, 5 zijn uitgevoerd als dubbele kegelmantels met eerste uitsparingen 15, die een wikkelkamer 17 vormen. De uitsparingen 15 zijn trapvormig met nagenoeg vlakke treden 19, waarop transformatorwikkelingen 21 kunnen worden aangebracht, zodanig dat samenwerkende wikkelingen 21 van het binnenste kerngedeelte 3 en het buitenste kerngedeelte 5 tegenover elkaar liggen.

Figuur 1 toont enkel een principeschets van de roterende transformator 1. Slechts in één van de wikkelkamers 17 zijn transformatorwikkelingen 21 getekend. Praktische uitvoeringsvormen zullen verderop besproken worden aan de hand van de figuren 2 en 3. De grondvlakken 23, 25 van de kegelmantels 11, 13 zijn naar elkaar toe gericht. Het grondvlak 23 van het binnenste kerngedeelte 3 is duidelijkheidshalve aangegeven door middel van een stippellijn. Het buitenste kerngedeelte 5 daarentegen bevat tenminste twee delen. Hier is scheiding noodzakelijk om de transformator 1 te kunnen monteren. Bij de getekende uitvoeringsvorm ligt de scheiding ter plaatse van de grondvlakken 25 van de kegelmantels 13. Tussen de twee helften van het buitenste kerngedeelte 5 bevindt zich een ringvormig afstandsstuk 27 uit elektrisch geleidend materiaal. Dit kan bijvoorbeeld koper zijn, waarbij de ring uit één of meer lagen koper bestaat. Door namelijk de dikte van de ring 27 aan te passen, kan de grootte van de luchtspleet 7 tussen het binnenste 3 en het buitenste kerngedeelte 5 ingesteld worden. Bovendien kan een uit elektrisch geleidend materiaal vervaardigde ring 27 meteen dienen als kortsluitwikkeling. Deze kortsluitwikkeling vormt op een op zichzelf bekende wijze een elektrische scheiding tussen de wikkelingen 21 die zich in de aan weerskanten van de ring 27 liggende wikkelkamers 17 bevinden.

In figuur 2 is een gedeelte van een praktische uitvoeringsvorm van de in figuur 1 geschetste transformator 1 in detail weergegeven.

Elke eerste uitsparing 15 in de kegelmantel 13 van het buitenste kerngedeelte 5 langs de naar het grondvlak 25 toe gerichte zijde 29 gaat over in een tweede uitsparing 33. Elke eerste uitsparing 15 in de kegelmantel 11 van het binnenste kerngedeelte 3 langs de van het grondvlak 23 weg gerichte zijde 31 gaat over in een tweede uitsparing 35. De wanden 37, 39 van deze twee uitsparingen 33, 35 hebben de vorm van een cilindermantel. Voor het buitenste kerngedeelte 5 is de diameter van de cilindermantel 37 tenminste gelijk aan de diameter van het naar het binnenste kerngedeelte 3, toe gekeerde oppervlak 13 van het buitenste kerngedeelte 5, ter plaatse van de overgang 41 tussen de uitsparingen 15, 33. Voor het binnenste kerngedeelte 3 is de diameter van de cilindermantel 39 tenminste gelijk aan de diameter van het naar het buitenste kerngedeelte 5 toe gekeerde oppervlak 11 van het binnenste kerngedeelte 3, ter plaatse van de overgang 43 tussen de twee uitsparingen 15, 35. De tweede uitsparingen 33 in het buitenste kerngedeelte 5 dienen om de wikkelkamer 17 toegankelijk te maken voor de wikkelingen 21. De wikkelingen 21 zijn bij voorkeur uitgevoerd als zelfdragende spoelen. Deze spoelen worden via de tweede uitsparingen 33 in het buitenste kerngedeelte 5 in de eerste uitsparingen 15 geleid volgens de richting van de pijlen 34. De tweede uitsparingen 35 in het binnenste kerngedeelte 3 vereenvoudigen de fabricage van de transformator 1, omdat dan voor de beide kerngedeelten 3, 5 van zelfdragende spoelen gebruik gemaakt kan worden. De spoelen worden op analoge wijze als bij het buitenste kerngedeelte 5 in de eerste uitsparingen 15 van het binnenste kerngedeelte 3 gebracht volgens de pijlen 36.

Figuur 3 toont een andere praktische uitvoering van de roterende transformator 1.

Tegenover elke tweede uitsparing 33 in het buitenste kerngedeelte 5 bevindt zich in het binnenste kerngedeelte 3 een uitstekend gedeelte 45, waarvan de wand 47 de vorm van een cilindermantel heeft, die evenwijdig is aan de cilindermantel 37 van de tweede uitsparing 33 in het buitenste kerngedeelte 5. Tegenover elke tweede uitsparing 35 in het binnenste kerngedeelte 3 bevindt zich in het buitenste kerngedeelte 5 een uitstekend gedeelte 49, waarvan de wand 51 de vorm van een cilindermantel heeft, die evenwijdig is aan de cilindermantel 39 van de tweede uitsparing 35 in het binnenste kerngedeelte 3. De uitstekende gedeelten 47, 49 zijn aan het binnenste en buitenste kerngedeelte 3, 5 gevormd uit hetzelfde ferromagnetisch materiaal. Duidelijkheidshalve zijn in figuur 3 deze aangevormde uitstekende gedeelten 47, 49 aangegeven met behulp van stippellijnen 53, 55. Op deze manier wordt de luchtspleet 7 in de nabijheid van de wikkelkamer 17 aanzienlijk kleiner, zodat ze buiten de wikkelkamer 17 overal ongeveer dezelfde breedte heeft. Hierdoor zal het fluxverloop gunstiger zijn dan bij de in figuur 2 getoonde uitvoeringsvorm. De in figuur 1 getoonde principeschets bevat slechts twee paren tegenover elkaar liggende, samenwerkende wikkelingen 21, waarvan slechts één paar getekend is. In werkelijkheid is de roterende transformator 1 voorzien van een reeks wikkelkamers 17 met paren transformatorwikkelingen 21.

Claims (8)

1. Roterende transformator bevattende een binnenste kerngdeelte, dat omgeven is door een buitenste kerngedeelte, welke kerngedeelten gevormd zijn als holle omwentelingslichamen van ferromagnetisch materiaal, die om een gemeenschappelijke as draaibaar zijn ten opzichte van elkaar, waarbij hun naar elkaar toe gekeerde oppervlakken uitgevoerd zijn als kegelmantels met eerste uitsparingen, die trapvormig zijn met nagenoeg vlakke treden, waarop transformatorwikkelingen zijn aangebracht, waarbij de wikkelingen op het binnenste kerngedeelte en het buitenste kerngedeelte twee aan twee tegenover elkaar liggen en samenwerken en die op tenminste het buitenste kerngedeelte als zelfdragende spoelen zijn uitgevoerd, met het kenmerk, dat de naar elkaar toe gerichte oppervlakken van de kerngedeelten uitgevoerd zijn als dubbele kegelmantels, waarvan de grondvlakken naar elkaar toe gericht zijn, waarbij het buitenste kerngedeelte tenminste twee delen omvat.

2. Roterende transformator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het buitenste kerngedeelte in twee delen gescheiden is ter plaatse van de grondvlakken van de twee kegelmantels.

3. Roterende transformator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de twee van elkaar gescheiden delen met elkaar verbonden zijn door middel van een ringvormig afstandsstuk.

4. Roterende transformator volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het ringvormig afstandsstuk gevormd is uit elektrisch geleidend materiaal.

5. Roterende transformator volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat elke eerste uitsparing in de kegelmantel van het buitenste kerngedeelte aan een naar het grondvlak van de kegelmantel toe gekeerde zijde overgaat in een tweede uitsparing met een wand in de vorm van een cilindermantel, waarvan de diameter tenminste gelijk is aan de diameter van het naar het binnenste kerngedeelte toe gekeerde oppervlak van het buitenste kerngedeelte ter plaatse van de overgang tussen de eerste en de tweede uitsparing.

6. Roterende transformator volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat elke eerste uitsparing in de kegelmantel van het binnenste kerngedeelte aan een van het grondvlak weg gekeerde zijde overgaat in een tweede uitsparing met een wand in de vorm van een cilindermantel, waarvan de diameter tenminste gelijk is aan de diameter van het naar het buitenste kerngedeelte toe gekeerde oppervlak van het binnenste kerngedeelte ter plaatse van de overgang tussen de eerste en de tweede uitsparing.

7. Roterende transformator volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het binnenste kerngedeelte aan de naar het grondvlak van de kegelmantel toe gekeerde zijde van de eerste uitsparing voorzien is van een in de tweede uitsparing van het buitenste kerngedeelte uitstekend gedeelte met een wand in de vorm van een met de wand van die tweede uitsparing evenwijdige cilindermantel.

8. Roterende transformator volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het buitenste kerngedeelte aan de van het grondvlak van de kegelmantel weg gekeerde zijde van de eerste uitsparing voorzien is van een in de tweede uitsparing van het binnenste kerngedeelte uitstekend gedeelte met een wand in de vorm van een met de wand van die tweede uitsparing evenwijdige cilindermantel.